Nowe komórki mogą okazać się kluczem do leczenia otyłości

Obraz: Obrazy z mikroskopu konfokalnego fluorescencyjnego fragmentu ludzkiej tkanki tłuszczowej sieci (tłuszczu trzewnego), przedstawiające warstwę komórek mezotelialnych otaczającą zraziki adipocytów. Na obrazie adipocyty uwidoczniono za pomocą barwienia wobec perilipiny 1 (PLIN1, żółty), podczas gdy komórki międzybłonka barwiono TM4SF1 (zielony) i MSLN (różowy). Do uwidocznienia jąder komórkowych (cyjan) zastosowano barwienie DAPI. Źródło: dr. Radiana Ferrero i Julie Russell (EPFL)

Zrozumienie sposobu tworzenia i funkcjonowania tkanki tłuszczowej ma kluczowe znaczenie w walce z otyłością i powiązanymi chorobami metabolicznymi. Jednakże tkanka tłuszczowa, czyli tkanka tłuszczowa, zachowuje się inaczej w zależności od jej umiejscowienia w organizmie.

Weźmy na przykład sieć: dużą tkankę tłuszczową przypominającą fartuch, która zwisa z żołądka i pokrywa narządy śródotrzewnowe, takie jak żołądek i jelita. Nie tylko magazynuje tłuszcz, ale także odgrywa rolę w regulacji układu odpornościowego i regeneracji tkanek.

Sieciowa tkanka tłuszczowa jest kojarzona z kształtem ciała „jabłka”, który pojawia się, gdy magazyn tłuszczu znacznie się powiększa, zwiększając ryzyko chorób metabolicznych. Ta ekspansja nie jest spowodowana tworzeniem się nowych komórek tłuszczowych, procesem znanym jako adipogeneza, ale głównie poprzez ekspansję istniejących komórek, procesem zwanym hipertrofią. Może to prowadzić do przewlekłego stanu zapalnego i insulinooporności.

Ograniczona zdolność tłuszczu sieciowego do wytwarzania nowych komórek tłuszczowych, pomimo nadmiaru kalorii, różni się od tłuszczu podskórnego i nadal nie jest dobrze poznana. Teraz naukowcy pod kierunkiem profesora Barta DeBlanqui z EPFL zidentyfikowali populację komórek w ludzkiej tkance tłuszczowej sieci, która utrudnia adipogenezę. Odkrycie, opublikowane w czasopiśmie Cell Metabolism, rzuca nowe światło na ograniczoną zdolność tłuszczu sieciowego do adipogenności i ma poważne implikacje w leczeniu otyłości.

Naukowcy wykorzystali zaawansowane sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek do analizy komórek z różnych ludzkich magazynów tłuszczu, izolując różne podzbiory komórek i testując ich zdolność do przekształcania się w nowe komórki tłuszczowe. W badaniu, wspieranym przez kilka instytucji medycznych, w tym CHUV, wzięło udział ponad trzydziestu dawców ludzkich w celu szczegółowego porównania różnych miejsc tkanki tłuszczowej.

Metodą tą zidentyfikowano populację komórek występujących w tkance tłuszczowej sieci, co może być kluczem do wyjaśnienia jej niezwykłych właściwości. Komórki te, zwane komórkami międzybłonka, zwykle wyścielają wewnętrzne jamy ciała, tworząc warstwę ochronną.

Niektóre z tych mezenchymalnych komórek nabłonkowych przesunęły się ekscentrycznie blisko komórek mezenchymalnych, które mogą rozwinąć się w różne typy komórek, w tym adipocyty (komórki tłuszczowe). To dynamiczne przejście między stanami komórkowymi może być głównym mechanizmem, dzięki któremu komórki te wywierają wpływ na zdolność adipogenną tkanki tłuszczowej sieci.

Badanie wykazało, że właściwości mezenchymalne tych komórek są powiązane ze zwiększoną zdolnością do modyfikowania ich mikrośrodowiska, zapewniając mechanizm regulacyjny ograniczający ekspansję tkanki tłuszczowej. Przełączając się między tymi dwoma stanami, komórki mogą wpływać na ogólne zachowanie metaboliczne magazynu tłuszczu w sieci i jego zdolność do gromadzenia tłuszczu bez powodowania powikłań metabolicznych.

„Co ważne, odkryliśmy także przynajmniej część mechanizmu molekularnego, dzięki któremu nowa populacja komórek sieciowych wpływa na adipogenezę” – mówi Radiana Ferrero (EPFL), jedna z głównych autorek badania. „W szczególności komórki wykazują wysoki poziom białka wiążącego insulinopodobny czynnik wzrostu 2 [IGFBP2], białko znane z hamowania adipogenezy i białko to jest wydzielane do mikrośrodowiska komórek. To z kolei wpływa na specyficzne receptory w pobliskich tłuszczowych komórkach macierzystych i komórkach progenitorowych, skutecznie zapobiegając ich przekształceniu w dojrzałe komórki tłuszczowe.

„Odkrycia mają głębokie implikacje dla zrozumienia i radzenia sobie z niezdrową metabolicznie otyłością” – wyjaśnia Pernille Rayner (EPFL), kolejna główna badaczka biorąca udział w badaniu. „Wiedza, że ​​tłuszcz sieciowy ma wbudowany mechanizm ograniczający tworzenie się adipocytów, może prowadzić do nowych metod leczenia modulujących ten naturalny proces. Co więcej, badania otwierają możliwości terapii celowanych, które mogą modyfikować zachowanie określonych magazynów tłuszczu”.

Inni współpracownicy

• Szwajcarski Instytut Bioinformatyki
• Szpital Uniwersytecki w Lozannie (CHUV)
• Uniwersytet w Lozannie (UNIL)